協(xié)作通信及在移動(dòng)通信系統(tǒng)中的運(yùn)用
時(shí)間:2022-03-28 10:38:18
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衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)是一種特殊的移動(dòng)通信系統(tǒng),是我國(guó)目前研發(fā)的重點(diǎn)。防止移動(dòng)通信系統(tǒng)的信道衰落主要是控制多普勒效應(yīng)和多徑效應(yīng)的影響。協(xié)作通信技術(shù)是當(dāng)下有效的控制通信系統(tǒng)信道衰落的方法。作為一種新的通信方式,協(xié)作通信充分利用了MIMO技術(shù),提高了信息處理能力,確保了衛(wèi)星傳輸?shù)男盘?hào)。相關(guān)人員應(yīng)重視這一問(wèn)題,并且進(jìn)行深入的研究。
一、協(xié)作通信技術(shù)
協(xié)作通信技術(shù)是利用通信系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)之間的相互配合完成。是在協(xié)作節(jié)點(diǎn)的作用下,完成源節(jié)點(diǎn)信息向目的節(jié)點(diǎn)的傳輸,信息在節(jié)點(diǎn)傳輸過(guò)程中要進(jìn)行加密處理,以防止信息丟失,因此該信息傳輸過(guò)程通常分為傳輸和轉(zhuǎn)譯兩個(gè)階段。協(xié)作通信系統(tǒng)既是一個(gè)完整的系統(tǒng),也是一種全新的通信技術(shù),衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)的信道特性較好,因此協(xié)作通信一般為鏈路協(xié)作傳輸方式,少數(shù)為節(jié)點(diǎn)協(xié)作傳輸方式。以一星兩用戶協(xié)作傳輸系統(tǒng)為例,系統(tǒng)的傳輸通常為不對(duì)稱傳輸,并表現(xiàn)為下行鏈路的壓力大,要區(qū)分對(duì)待。首先對(duì)上行鏈路傳輸而言,要將協(xié)作節(jié)點(diǎn)作為基本的接收源節(jié)點(diǎn),并對(duì)信號(hào)進(jìn)行解碼后發(fā)送到衛(wèi)星,由衛(wèi)星完成源節(jié)點(diǎn)和協(xié)作節(jié)點(diǎn)的信號(hào)合并,之后發(fā)送。而對(duì)下行鏈路而言,由于信號(hào)處于加密狀態(tài),因此首先要對(duì)衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的處理,包括譯碼、編碼等,并利用目的節(jié)點(diǎn)將接收到的源節(jié)點(diǎn)、協(xié)作節(jié)點(diǎn)的信號(hào)相互合并,最后完成信號(hào)的檢測(cè)??傊?,協(xié)作通信技術(shù)是一種高效的協(xié)作性傳輸技術(shù),對(duì)于我國(guó)移動(dòng)通信發(fā)展來(lái)說(shuō)具有推進(jìn)作用。
二、協(xié)作通信在衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)中的運(yùn)用
1、衛(wèi)星多節(jié)點(diǎn)協(xié)作傳輸。多節(jié)點(diǎn)協(xié)作傳輸多發(fā)生于衛(wèi)星的下行鏈路,是由節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)之間相互協(xié)作完成。衛(wèi)星多節(jié)點(diǎn)協(xié)作傳輸?shù)膽?yīng)用范圍較廣,在整個(gè)過(guò)程中,所有節(jié)點(diǎn)均參與協(xié)作傳輸過(guò)程,將源節(jié)點(diǎn)發(fā)出的信號(hào)經(jīng)過(guò)多個(gè)協(xié)作節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)至目的節(jié)點(diǎn)。衛(wèi)星下行鏈路的節(jié)點(diǎn)具有分散性特征,因此不同節(jié)點(diǎn)之間雖相互協(xié)作,但信號(hào)則可以視為獨(dú)立信號(hào),需要借助協(xié)作傳輸?shù)男盘?hào)合并功能,將節(jié)點(diǎn)信號(hào)合并后再進(jìn)行傳輸,有助于增強(qiáng)接收效果。整個(gè)過(guò)程包括信息的放大、編譯、處理和傳輸四個(gè)階段。信息傳輸過(guò)程是反復(fù)的和連續(xù)的,目的節(jié)點(diǎn)采用最大比合并,最終得到接收信號(hào)。由于衛(wèi)星多節(jié)點(diǎn)傳輸選擇的是正交傳輸方案,協(xié)作傳輸?shù)墓?jié)點(diǎn)數(shù)增加,系統(tǒng)的頻譜效率將會(huì)隨之降低,提示設(shè)計(jì)和研究人員正確選擇協(xié)作節(jié)點(diǎn)。
2、衛(wèi)星協(xié)作節(jié)點(diǎn)選擇。參與衛(wèi)星傳輸?shù)墓?jié)點(diǎn)越多,系統(tǒng)頻譜效率就越低。因此,衛(wèi)星協(xié)作節(jié)點(diǎn)選擇是整個(gè)通信過(guò)程中最重要的問(wèn)題。應(yīng)選擇信道條件好的節(jié)點(diǎn)來(lái)改善這一問(wèn)題,以提高資源的可利用率。每個(gè)節(jié)點(diǎn)在移動(dòng)通信系統(tǒng)中對(duì)應(yīng)著不同的信道,也就是說(shuō),節(jié)點(diǎn)的選擇將影響系統(tǒng)的傳輸性能。當(dāng)衛(wèi)星協(xié)作節(jié)點(diǎn)信息傳輸由兩個(gè)時(shí)隙完成時(shí),第1個(gè)時(shí)隙的數(shù)據(jù)傳輸參照多節(jié)點(diǎn)傳輸方式,而第2個(gè)時(shí)隙只有目的節(jié)點(diǎn)所選的協(xié)作節(jié)點(diǎn)參與信息的轉(zhuǎn)發(fā)與處理,其他節(jié)點(diǎn)均不參與工作,再一次證明了在衛(wèi)星通信過(guò)程中,要正確選擇衛(wèi)星協(xié)作節(jié)點(diǎn)。另外,節(jié)點(diǎn)的選擇還應(yīng)將總功率作為參考對(duì)象,這是由于信號(hào)在傳輸過(guò)程中會(huì)受到周邊環(huán)境、傳輸距離以及節(jié)點(diǎn)移動(dòng)性的影響,也就是說(shuō),協(xié)作節(jié)點(diǎn)的信道衰落存在差異,需要采用不等值的功率分配,確保系統(tǒng)的性能并且降低能耗,確保移動(dòng)通信設(shè)備的運(yùn)行,為人們的工作和生活提供方便。
3、衛(wèi)星混合協(xié)作傳輸。協(xié)作通信具有多種不同的方式,節(jié)點(diǎn)協(xié)作是其中較為重要的一種。除此之外,還包括鏈路協(xié)作。同時(shí),節(jié)點(diǎn)協(xié)作還可以分為AF或DF兩種不同的模式,現(xiàn)實(shí)中常將二者結(jié)合。AF和DF處理方式各具優(yōu)缺點(diǎn),其中AF運(yùn)行原理簡(jiǎn)單,但容易產(chǎn)生噪音。DF協(xié)作方式具有較高的性能,但對(duì)譯碼等前期工作具有較高的要求,一旦出現(xiàn)錯(cuò)誤譯碼,將影響整個(gè)傳輸過(guò)程,而將二者結(jié)合使用可以有效的彌補(bǔ)相互之間的問(wèn)題,從而確保節(jié)點(diǎn)協(xié)作傳輸?shù)母咝浴;旌蠀f(xié)作傳輸通常是衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)中最常用的協(xié)作方式,其原理與單一的節(jié)點(diǎn)協(xié)作方式相似,是由源節(jié)點(diǎn)完成信息的提供、協(xié)作節(jié)點(diǎn)完成信息的編碼和處理、目的節(jié)點(diǎn)完成信息的接收和解碼.兩種情況下均需計(jì)算目的節(jié)點(diǎn)的接收信噪比,明確協(xié)作通信的效果。
三、總結(jié)
協(xié)作通信技術(shù)在移動(dòng)通信系統(tǒng)中的應(yīng)用有效的防止了系統(tǒng)的信道衰落,確保了信號(hào)的高效傳輸。衛(wèi)星通信系統(tǒng)作為特殊的移動(dòng)通信設(shè)備之一,具有代表性。目前我國(guó)衛(wèi)星通信系統(tǒng)發(fā)展迅速,研究協(xié)作通信技術(shù)在衛(wèi)星通信系統(tǒng)中的作用具有積極意義。文章將側(cè)重點(diǎn)放在衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)上,以點(diǎn)帶面,分析了協(xié)作通信以及其在移動(dòng)通信系統(tǒng)中的運(yùn)用。
作者:謝石詠 單位:廣東海格怡創(chuàng)科技有限公司
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